JPH0574911U - 独立懸架式サスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両を旋回する際に車輪を転舵させたときに
おける車輪のキャンバー角変化特性を自由に設定し得る
ようにすることである。 【構成】 車輪Ｗを支持するナックル１１は、その下端
にはロアーアーム２１がロアーボールジョイント２４に
より連結され、上端部にはピボット軸１７によりサブナ
ックル部材３０が軸支されている。このサブナックル部
材３０の前側の連結端部３１には、第１アッパーアーム
５１の先端がボールジョイント４１により連結され、サ
ブナックル部材３０の後側連結端部３２には第２アッパ
ーアーム５２の先端がボールジョイント４２を介して連
結されている。これらのアッパーアーム５１、５２の位
置により転舵点５０が形成され、この転舵点５０とロア
ーボールジョイント２４とを通る軸により転舵軸１０が
形成されている。これら２つのアッパーアーム５１、５
２の何れか一方は、コントロールリンク６１によりロア
ーアーム２１に連結されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車の主として前輪を懸架するために適用される独立懸架式サス ペンションに関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車の走行中において路面から受ける種々の振動や衝撃を吸収するため、車 体と車輪との間には、緩衝作用を備えた懸架装置つまりサスペンション装置が設 けられている。かかるサスペンションは、自動車を路面上に支え駆動輪からの推 進力を車体側に伝え、同時に路面からの衝撃を緩和して自動車を破損から守るだ けでなく、乗り心地と走行安定性を改善する重要な機能をもつことから、自動車 の高速化と共にその機能は高速化の限界を左右するものとして益々重要視され、 装置全般に対する科学的な研究が進められて多くの機構型式および要素が開発さ れている。

【０００３】 サスペンションは、一般に上下方向には柔らかく、前後左右方向には堅くする 必要があり、その構造面から大別すると車軸懸架式サスペンションと独立懸架式 サスペンションとに分類することができる。乗り心地及び走行安定性を重視する 乗用車の前輪および後輪に、独立懸架式サスペンションが多用されている。

【０００４】 独立懸架式サスペンションは、左右の車輪を１本のアクスルで連結せずに独立 して運動できるようにしたもので、ウィッシュボーン型、マックファーソン型、 トレーリングアーム型、スイングアクスル型等に分類することができる。このよ うな独立懸架式サスペンションは、車軸懸架式サスペンションに比べ、左右いづ れかのホイールが路面突起に乗り上げても人間の膝の関節のような働きをしてそ のホイールだけが上下し車体は傾斜せず、ローリング（横ゆれ）を抑制して安定 な走行を行なうことができるという利点を有している。

【０００５】 独立懸架式サスペンションの中で広く用いられているのがウィッシュボーン型 サスペンションである。このタイプのサスペンションは、上下２本のアームを有 し、これらのアームによりナックルが車体に直接あるいはフレームを介して取り 付けられている。それぞれのアームの基端は車体側に軸支され、先端はナックル の上下端に通常ではボールジョイントを介して連結されている。これにより、上 下２本のアームとナックルは四辺形リンク機構を構成することとなり、車輪はそ の外周面が路面に対して水平に接触した状態で、上下することができるので、接 地性が良好であるという利点を有している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従来のサスペンションにあっては、上述したように、ナックルの下端部はロア ーアームの先端部に、そしてナックルの上端部はアッパーアームの先端部にそれ ぞれボールジョイントにより連結され、これらのボールジョイントの中心を通る 軸が転舵軸となっているので、この転舵軸によりキングピン傾角及びキャスター 角が決定されるのみでなく、車両の旋回時のキャンバー角の変化特性も、キング ピン傾角とキャスター角とにより制約されて転舵時のキャンバー角変化特性の設 定自由度が小さいという問題点がある。特に、前輪を駆動する場合には、前輪の キャスター角の自由度が小さくなる。 そこで、本考案は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、キング ピン傾角とキャスター角とを変化させることなく、車輪のキャンバー角変化特性 を自由に設定し得る独立懸架式サスペンションを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案は、車輪を回転自在に支持するナックルの下 端部に、基端部が車体に軸支されたロアーアームの先端部をロアーボールジョイ ントにより連結し、前記ナックルの上端部に、車体の前後方向を向くピボット軸 によりサブナックル部材を軸支し、車体に基端部が連結された第１アッパーアー ムの先端部を、前記サブナックル部材の前側の連結端部と後側の連結端部との何 れか一方に第１ボールジョイントを介して連結し、車体に基端部が連結された第 ２アッパーアームの先端部を、前記サブナックル部材の前側の連結端部と後側の 連結端部との何れか他方に第２ボールジョイントを介して連結し、前記ロアーア ームに下端部が連結されたコントロールリンクの上端部を、前記第１アッパーア ームと前記第２アッパーアームの何れか一方に連結したことを特徴とする独立懸 架式サスペンションである。

【０００８】 また本発明は、車輪を回転自在に支持するナックルの下端部に、基端部が車体 に軸支されたロアーアームの先端部をロアーボールジョイントにより連結し、前 記ナックルの上端部に、車両の前後方向を向くピボット軸によりサブナックル部 材を軸支し、車体に基端部が連結された第１アッパーアームの先端部を、前記サ ブナックル部材の前側の連結端部と後側の連結端部との何れか一方に第１ボール ジョイントを介して連結し、車体に基端部が連結された第２アッパーアームの先 端部を、前記サブナックル部材の前側の連結端部と後側の連結端部との何れか他 方に第２ボールジョイントを介して連結し、前記ロアーアームに下端部が連結さ れたコントロールリンクの上端部を、前記サブナックル部材に連結したことを特 徴とする独立懸架式サスペンションである。

【０００９】

【作用】

上記サスペンションを有する車両が直進走行状態のもとで、車輪が路面の凹凸 等により車体に対して上下方向に移動した場合には、ロアーアームの回動に伴な ってアッパーアームがコントロールリンクを介して回動され、サブナックル部材 は上下方向に変位したアッパーアームの先端を中心として回動する。車両が旋回 する際には、車輪はナックル及びサブナックル部材と共に仮想転舵点を中心とし て回動するが、転舵に伴なって２つのアッパーアームがそれぞれ車体側の基端部 を中心として平面内において回動することになり、仮想転舵点が水平方向に変位 し、ナックルはロアーボールジョイントを中心として傾斜する。これにより、転 舵時における車輪のキャンバー角が変化する。

【００１０】

【実施例】 次に、図示する本考案の実施例に基づいて本考案を詳細に説明する。 図１は左側の前輪を支持するための独立懸架式サスペンションを示し、その概 略構造が図２に示されている。右側の前輪を支持するためのサスペンションも同 様の構造となっている。図示されるように、車輪Ｗが回転自在に取付けられたナ ックル１１には、車輪Ｗを軸受（図示省略）を介して支持するスピンドル１２が 外方に向けて突設されている。このナックル１１にはナックルアーム１３が設け られている。このナックルアーム１３には図示しない操舵機構が連結されるよう になっており、車輪Ｗの転舵角が適宜変更される。更に、このナックル１１には 、図示しないタイロッドが連結され、そのタイロッドを介して、左右の両車輪用 のナックル同志が連結されている。

【００１１】 車体Ｂには、直接あるいは図示しないフレームを介してロアーアーム２１がそ の基端部で取付けられており、基端部に設けられたブッシュ２２が車体に取付け られたピボット軸（図示省略）に嵌合され、ロアーアーム２１は中心軸２３回り に回動する。このロアーアーム２１はアーム片２１ａ、２１ｂが一体となったい わゆるＡ型アームとなっている。このロアーアーム２１の先端部には、ロアーボ ールジョイント２４を介してナックル１１がその下端部１４で連結されている。 ナックル１１の上端部１５には、ピボット軸１７によりサブナックル部材３ ０がその外方端で軸支されており、ナックル１１とサブナックル部材３０はピボ ット軸１７の中心軸１６回りに相互に回動自在となっている。

【００１２】 サブナックル部材３０の内方端には、前後に２つの連結端部３１、３２が形成 されており、車体Ｂに対して基端部がボールジョイント４３により連結された第 １アッパーアーム５１の先端部が、前側の連結端部３１にボールジョイント４１ を介して連結されている。そして、車体Ｂに対して基端部がボールジョイント４ ４を介して連結された第２アッパーアーム５２の先端部が、後側の連結端部３２ にボールジョイント４２を介して連結されている。

【００１３】 図示する場合には、４つのボールジョイント４１〜４４の中心が同一平面内に 位置しているので、第１アッパーアーム５１の中心線Ｈ1 と第２アッパーアーム ５２の中心線Ｈ2 とが交点で交わり、この交点を仮想転舵点５０とすると、この 仮想転舵点５０とロアーボールジョイント２４の中心とを結ぶ軸が転舵軸１０と なり、車両が旋回される際には、この転舵軸１０を中心として、車輪Ｗが回転す ることになる。この転舵軸１０は、図２に示されるように、地面に垂直な軸に対 して所定のキングピン傾角αで車幅方向に傾斜している。また、図２においては 、車輪中心面Ｐが地面に対して垂直な状態となっている場合が示されているが、 図における左右方向の車輪中心面Ｐの傾斜角度がキャンバー角γとなる。そして 、車輪中心面Ｐが接地面に対して車体内方に近ずく方向に傾斜した場合には車輪 Ｗはネガティブなキャンバー角γｎとなり、車輪中心面Ｐが接地面に対して車体 から離れる方向に傾斜した場合にはポジティブなキャンバー角γｐとなる。更に 、この転舵軸１０は車体の前後方向にも所定のキャスター角で傾斜している。

【００１４】 ロアーアーム２１には車体Ｂの前後方向に伸びたピボット軸６２によりコント ロールリンク６１の下端部が軸支されており、このコントロールリンク６１の上 端部は、ボールジョイント６３により第１アッパーアーム５１に連結されている 。ただし、ピボット軸６２に代えてボールジョイントによりロアーアーム２１と コントロールリンク６１とを連結するようにしても良い。また、コントロールリ ンク６１を第１アッパーアーム５１に連結することなく、第２アッパーアーム５ ２に連結するようにしても良い。

【００１５】 この独立懸架式サスペンションにおいては、車両が直進走行しているときに車 輪が路上の凹凸等により車体に対して上下方向に移動した場合は、ロアーアーム ２１がブッシュ２２の軸２３を中心として上方に回動する共に、コントロールリ ンク６１により第１アッパーアーム５１は基端部を中心として上下方向に回動す ることになる。そして、サブナックル部材３０はその内方端が上下方向に変位し た状態でその内方端を中心として上下方向に回動することになる。車両が旋回し 、車体Ｂがローリングした場合にも、車輪Ｗが車体Ｂに対して上下方向に移動す ることから、ロアーアーム２１等は同様に回動することになる。

【００１６】 一方、車両が旋回する場合には、操舵機構によりナックルアーム１３を介して ナックル１１が転舵軸１０を中心に操舵される。このとき、第１アッパーアーム ５１がボールジョイント４３を中心に、車体Ｂの平面視おいて水平方向に回動す ると共に、第２アッパーアーム５２が同様に平面視おいて水平方向にボールジョ イント４４を中心に回動する。これにより、仮想転舵点５０は車体Ｂに対して接 近する方向に移動し、ナックル１１は車体側に向けて傾斜することになり、車体 Ｂのキャンバー角γは転舵角に応じてネガティブに変化する。 この原理を図３（Ａ）を参照して説明すると、２つのアッパーアーム５１、５ ２の中心線ｈ1 、Ｈ2 とサブナックル３０とにより三角形が形成されることにな り、車両が直進走行状態から右に旋回して二点鎖線で示される位置までアッパー アーム５１、５２等が移動したと想定すると、仮想転舵点５０は、車体Ｂに対し て距離Ｅａだけ接近移動することになる。したがって、上記実施例のサスペンシ ョンにあっては、車両の旋回時には車輪Ｗのキャンバー角がネガティブに変化す る。

【００１７】 一方、図３（Ｂ）に示されるように、２つのアッパーアーム５１、５２を交差 させた場合、つまりそれぞれのアッパーアーム５１、５２の基端部の相対位置を 変更することなく、第１アッパーアーム５１の先端を後側の連結端部３２に連結 し、第２アッパーアーム５２の先端を前側の連結端部３１に連結した場合には、 図３（Ｂ）に示されるように、車輪Ｗが転舵されるに伴なって仮想転舵点５０は 車体から距離Ｅｂだけ離れる方向に変位し、車輪のキャンバー角はポジティブに 変化する。図３に示される場合は仮想転舵点５０と２つのボールジョイント４３ 、４４を結ぶ直線により二等辺三角形が形成されるようになっているが、これが 不等辺三角形となるようにアッパーアーム５１、５２の傾斜角度を調整すれば、 転舵角に応じた仮想転舵点の変化量は、図示する場合と相違することになり、キ ャンバー角の変化特性が調整される。

【００１８】 図４は本考案の他の実施例に係るサスペンションを示す図である。この場合に は、第１アッパーアーム５１がほぼ車体の前後方向を向いており、その基端部は ボールジョイント４３により車体に連結されている。また、第２アッパーアーム ５２は車両の平面視において車幅方向ないしこれよりやや後方に傾斜しており、 その基端部に設けられたブッシュ４４ａの部分で、車体に設けられたピボット軸 （図示省略）により車体に連結されている。ブッシュ４４ａの中にはゴム等の弾 性体が組込まれており、ブッシュ４４ａの部分を中心として第２アッパーアーム ５２は水平面内でも所定の角度の範囲内で揺動するようになっている。この場合 には、仮想転舵点５０の角が鈍角となった不等辺三角形が仮想転舵点５０と２つ のアッパーアーム５１、５２の基端部とにより形成されることになり、図１に示 されたサスペンションとは相違したキャンバー角変化特性となる。そして、この 場合には、第１アッパーアーム５１が車体のほぼ前後方向を向いているので、前 後方向の剛性を容易に調整することができる。

【００１９】 図５は図４に示されたサスペンションの変形例であって、この場合には、コン トロールリンク６１の下端部が、ロアーアーム２１にピボット軸６２により連結 され、コントロールリンク６１の上端部が第２アッパーアーム５２にボールジョ イント６３を介して連結されている。 図６は図１の変形例であって、この場合にはサブナックル部材３０にコントロ ールリンク６１の上端部がボールジョイント６３を介して連結され、コントロー ルリンク６１の下端部は図１に示される場合と同様にロアーアーム２１にピボッ ト軸６２を介して連結されている。

【００２０】 図７は本考案の更に他の実施例に係るサスペンションを示す図であり、この場 合は第１アッパーアーム５１と第２アッパーアーム５２は、図５に示されたサス ペンションと同様に配置されているが、コントロールリンク６１の上端部は、サ ブナックル部材３０にボールジョイント６３を介して連結されている。 これらの実施例に係るサスペンションを構成する部材において、図１及び図２ に示された部材と共通する部材には同一の符号が付されている。

【００２１】 上記実施例にあっては、４つのボールジョイント４１〜４４の中心が全て同一 平面内に位置しているが、２つのボールジョイント４１、４２が相互に上下方向 にずれている場合や、あるいは２つのボールジョイント４３、４４が相互に上下 方向にずれている場合等のように、４つのボールジョイント４１〜４４の中心が 同一平面内に位置していない場合にも、本考案の独立懸架式サスペンションを適 用することが可能である。そのような場合には、第１及び第２アッパーアーム５ １、５２の中心線Ｈ1 、Ｈ2 の延長上は、交差することなく、上下方向ないし前 後方向にずれたり、食い違うことになるが、それらの２本の中心線の延長上の相 互間に仮想転舵点が形成されることになる。

【００２２】 尚、本考案は前輪駆動の車両及び４輪駆動の車両のように、前輪を駆動するタ イプの車両に使用するサスペンションとしても使用することができる。その場合 には、ナックル１１の中央部には駆動軸を支持するための筒体が設けられること になる。また、本考案のサスペンションは主として前輪を支持するためのサスペ ンションとして使用されるが、操舵がなされる際に後輪も転舵させるタイプの車 両に対しては、後輪のサスペンションとしても使用される。

【００２３】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、ナックルの上端部にピボット軸を介してサブ ナックル部材を軸支し、これに対して第１アッパーアームと第２アッパーアーム とをそれぞれボールジョイントを介して連結するようにし、これらのアッパーア ームの配置と、ロアーボールジョイントの中心とにより転舵軸を形成するように したので、車両が旋回される際には、その転舵軸が水平方向に移動することにな り、転舵に応じて転舵軸が移動することから、車輪のキャンバー角が変化するこ とになり、キャンバー角の変化特性を自由に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本考案の一実施例に係る独立懸架式サスペン
ションを示す斜視図、

【図２】は図１を車体の前方から見た概略構造図、

【図３】は仮想転舵点の車輪転舵時における移動状態を
示す概略図、

【図４】は本考案の他の実施例に係る独立懸架式サスペ
ンションを示す斜視図、

【図５】は本考案の他の実施例に係る独立懸架式サスペ
ンションを示す斜視図、

【図６】は本考案の他の実施例に係る独立懸架式サスペ
ンションを示す斜視図、

【図７】は本考案の他の実施例に係る独立懸架式サスペ
ンションを示す斜視図である。

【符号の説明】

１０…転舵軸、１１…ナックル、２１…ロアーアーム、
２４…ロアーボールジョイント、３０…サブナックル部
材、３１…前側連結端部、３２…後側連結端部、４１…
第１ボールジョイント、４２…第２ボールジョイント、
５０…仮想転舵点、５１…第１アッパーアーム、５２…
第２アッパーアーム、６１…コントロールリンク。Ｂ…
車体、Ｗ…車輪。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年５月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

フロントページの続き (72)考案者 日高 邦彦 神奈川県横浜市港北区樽町三丁目７番60号 株式会社ヨロズ内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪(W) を回転自在に支持するナックル
   (11)の下端部に、基端部が車体(B) に軸支されたロアー
   アーム(21)の先端部をロアーボールジョイント(24)によ
   り連結し、 前記ナックル(11)の上端部に、車体の前後方向を向くピ
   ボット軸(17)によりサブナックル部材(30)を軸支し、 車体(B) に基端部が連結された第１アッパーアーム(51)
   の先端部を、前記サブナックル部材(30)の前側の連結端
   部(31)と後側の連結端部(32)との何れか一方に第１ボー
   ルジョイント(41)を介して連結し、 車体(B) に基端部が連結された第２アッパーアーム(52)
   の先端部を、前記サブナックル部材(30)の前側の連結端
   部(31)と後側の連結端部(32)との何れか他方に第２ボー
   ルジョイント(42)を介して連結し、 前記ロアーアーム(21)に下端部が連結されたコントロー
   ルリンク(61)の上端部を、前記第１アッパーアーム(51)
   と前記第２アッパーアーム(52)の何れか一方に連結した
   ことを特徴とする独立懸架式サスペンション。
2. 【請求項２】 車輪(W) を回転自在に支持するナックル
   (11)の下端部に、基端部が車体(B) に軸支されたロアー
   アーム(21)の先端部をロアーボールジョイント(24)によ
   り連結し、 前記ナックル(11)の上端部に、車体の前後方向を向くピ
   ボット軸(17)によりサブナックル部材(30)を軸支し、 車体(B) に基端部が連結された第１アッパーアーム(51)
   の先端部を、前記サブナックル部材(30)の前側の連結端
   部(31)と後側の連結端部(32)との何れか一方に第１ボー
   ルジョイント(41)を介して連結し、 車体(B) に基端部が連結された第２アッパーアーム(52)
   の先端部を、前記サブナックル部材(30)の前側の連結端
   部(31)と後側の連結端部(32)との何れか他方に第２ボー
   ルジョイント(42)を介して連結し、 前記ロアーアーム(21)に下端部が連結されたコントロー
   ルリンク(61)の上端部を、前記サブナックル部材(30)に
   連結したことを特徴とする独立懸架式サスペンション。